Aktuální vydání

Číslo 3/2020 vyšlo tiskem 13. 3. 2020. V elektronické verzi na webu ihned. 

Téma: Trendy v elektrotechnice a souvisejících oborech

Hlavní článek
Využití měniče frekvence pro experimentální zařízení

Číslo 2/2020 vyšlo tiskem 6. 3. 2020. V elektronické verzi na webu ihned.

Trh, obchod, podnikání
BOOBA v novém showroomu, který předčil veškerá očekávání
Rozhovor s předsedou představenstva Technologií hlavního města Prahy

Denní světlo
Diagram zastínění pro 21. březen
Moderní metody získávání dat pro zpracování světelnětechnických posudků

Smart osvetlenie – Nové Zámky

20. 12. 2019 | Milan Hrdlík | AMI spol. s r. o., Nové Zámky | www.ami.sk

Úvod

Niektorí z nás si ešte pamätajú časy predchádzajúceho režimu, kedy sa (okrem iných okrídlených hesiel) človek často stretol s deklarovaním, že „Na konci nášho úsilia je človek“.

Je to značne dvojzmyselný výrok a napadne ma vždy, keď si prečítam odborný svetelnotechnický článok zo súčasnosti, v ktorom sa konštatuje, že dnes svetelná technika má tieto tri základné rozvojové tendencie:
I.   Human Centric Lighting
II.  Smart Lighting
III. Horticulture Lighting

Hneď tá prvá tendencia o tom vraví priam polopatisticky – osvetlenie orientované na človeka (a jeho potreby). A myslí sa tým zrejme, že svetla treba mať primerane (veku, druhu vykonávanej práce, prostrediu, v ktorom sa zraková činnosť vykonáva, a tak ďalej). Vlastne v zadaní úlohy nič nové, ono sa to vlečie históriou svetelnej techniky od jej prvopočiatkov. Ibaže vedecky podložených informácií (o fyziologických procesoch videnia, o tom, čo sú zač tie cirkadiánne procesy a aké zmeny v organizme vyvolávajú?, a končiac vymoženosťami svetelnotechnických prostriedkov a možností regulovať osvetlenie) pribúda skoro – chcelo by sa napísať rýchlosťou svetla, ale budem opatrnejší: raketovým tempom. Mohol by som prípadne parafrázovať uvedený výrok a napísať, že dnes „na začiatku i na konci každého snaženia sú peniaze“, a asi by som ani nebol ďaleko od pravdy. Preto si myslím, že jedným z motivačných faktorov, prečo sa svetelní technici usilovne snažia vylepšiť svetlo v priestore človeka, bude aj snaha dať obchodu so svetelnou technikou nové impulzy. Ale voči tomu sa netreba ohradzovať, má to svoju logiku. A budeme túto tendenciu rozvíjať aj z čisto ľudských dôvodov, pretože by bolo hriechom nevyužiť potenciál najnovších svetelných zdrojov a všetkej tej k tomu vhodnej elektroniky a softvéru pre dosiahnutie stavu, keď naše oči budú môcť svoju prácu vykonávať v zrakovej pohode.

Na tomto mieste si nemôžem odpustiť svoju obľúbenú mantru, že pravzorom pre umelé osvetlenie je denné osvetlenie. A to je typické svojou dynamikou – nielen intenzity osvetlenia, ale aj farbou svojho svetla a rovnako jeho „nepredvídateľnosťou“. Ak sa vedci domnievajú, že náš živočíšny druh – homo sapiens erectus, sa vyskytuje na Zemi tak okolo 100 000 rokov, tak svojimi zmyslami sa takémuto stavu po celú tú dobu adaptoval, až sa mu to celkom dobre podarilo. Ak v tejto skratke opomeniem svietenie horiacimi vetvami či fakľami, olejovými lampičkami a sviečkami…, tak pán Edison si nechal patentovať elektrickú žiarovku len niečo viac ako pred 100 rokmi. Asi tak odvtedy sa začína svetelná technika snažiť, aby po vypnutí denného svetla pomohlo svetlo elektrické.

Druhá z prv spomenutých tendencií (Smart lighting) s tou prvou súvisí približne tak ako siamské dvojčatá. Nedajú sa od seba oddeliť. Rozdiely vidím v tom, že pokiaľ svetlo pre človeka hovorí skôr o tých fyzioologických, pocitových a estetických aspektoch osvetlenia, to tzv. inteligentné osvetlenie má obe nohy v technickom prostredí. Vieme naučiť osvetľovaciu sústavu, aby sa správala na povel z ovládača a vytvorila raz takú a potom onakú svetelnú scénu prostredia. Ak sa do technických prostriedkov vložia aj senzory denného svetla alebo senzory sledujúce prítomnosť ľudí (a počet druhov senzorov má tiež rastúci trend), tak cez riadiace jednotky možno zabezpečiť, že umelé svetlo bude čo najvhodnejšie dopĺňať svetlo prichádzajúce z našej hviezdy, Slnka.

Je úžasné sledovať rýchlosť, s akou sa objavujú stále novšie a dokonalejšie technické prostriedky umožňujúce osvetľovacej sústave prejavovať inteligenčné parametre. Začnem tým, že si pamätá mnoho informácií, aký je deň, koľko je hodín, čo má spraviť, keď senzor Si,j oznámi, že nie 0, ale 1. Osvetľovacia sústava, to je viac ako svietidlá v nej, to je viac ako množina senzorov a riadiacich jednotiek. Inteligencia osvetľovacích sústav už dnes dokáže sledovať a vyhodnocovať množstvo informácií, a pokiaľ výsledkom tohto bude následne vytvárať umelé svetlo maximálne podobné svetlu dennému, a to pre ľudí, ktorí sa v sledovanom priestore práve nachádzajú, tak tomu sa patrí zatlieskať a nebrániť sa takémuto pokroku. A budem sa nádejať, že sa to raz niekedy neobráti proti ľuďom.

O tretej tendencii teraz nie je potrebné sa rozpisovať, aj keď v podstate ide pri jej aplikácii opäť o človeka. Horticulture lighting (osvetlenie rastlín umelým svetlom s cieľom stimulovať v nich fotosyntetické procesy) už nie je novinkou, je hojne rozšírené najmä v rozvinutých krajinách, domnievam sa, že i vo viacerých ďalších krajinách. Má sa postarať o dostatok živín a potravín, aj keby denného svetla nebolo. Skôr sa dá očakávať deficit úrodnej pôdy pre stále rastúci počet obyvateľov našej planéty.

Na úvod by to možno aj stačilo. Ako to je teda s aplikáciou predmetných tendencií v Nových Zámkoch a v ich blízkom okolí? Uvediem niekoľko príkladov rôzne inteligentných sústav z našich tohtoročných realizácií.


Obr. 1. Počítačová vizualizácia tvaru závesného svietidla IKAR

Osvetlenie vstupného objektu termálneho kúpaliska v Podhájskej

Pôvodne sa o regulovaní osvetľovacej sústavy (OS) vôbec neuvažovalo, až po istých personálnych zmenách dostala naša ponuka čiastočne „zelenú“. Jadrom OS v tomto projekte je dvojica závesných svietidiel IKAR (na obr. 1 je vizualizácia návrhu tvaru svietidla), príkon každej z nich je 525 W. Tieto svietidlá sú určené na vytvorenie potrebnej vysokej hladiny osvetlenosti (1 000 lx) na pracoviskách predaja vstupeniek a poskytovania informácií návštevníkom. Na spodnej časti oblých ramien sú aplikované LED SMD moduly s merným svetelným výkonom 180 lm/W (P = 11,7 W, Tcp 4 000 K), optický kryt je vyhotovený z mikroprizmatického PMMA.

Horná strana nosnej konštrukcie je osadená rovnakými LED modulmi, avšak s náhradnou teplotou chromatickosti Tcp = 3 000 K. Túto hodnotu Tcp majú aj všetky ostatné stropné i nástenné svietidlá použité vo vstupnom priestore, tieto nie sú regulovateľné. Obe svietidlá IKAR sú vybavené predradníkom typu DALI, senzormi denného svetla a prítomnosti osôb, takže automaticky sa ich svietenie zapne, ak osvetlenosť denným svetlom na vzťažnom mieste klesne pod nastavenú hodnotu (150 lx) a senzory prítomnosti detekujú pohyb osôb v ich zornom uhle.

S odstupom času možno investor bude prehodnocovať správnosť svojho rozhodnutia o tom, akú mieru inteligencie implementovať do takejto OS. V súčasnosti sú všetky zúčastnené strany spokojné. Čo viac si možno priať?


Obr. 2. Fotografia interiéru vstupného objektu termálneho kúpaliska Podhájska

Z fotografie (obr. 2) vidieť, že tento objekt je presklený zo severnej i z južnej strany, takže denné svetlo je tu prítomné v nadpriemerne vysokom podiele. Voľba rôznych teplôt chromatickosti svietidiel IKAR má za úlohu ho čo najlepšie napodobiť práve v letných dňoch, kedy má termálne kúpalisko Podhájska najvyššiu návštevnosť.

Športová hala Milénium v Nových Zámkoch

Viacúčelová športová hala (ŠH) Milénium bola slávnostne odovzdaná do užívania 29. decembra 1999. Je určená na športové a kultúrno-spoločenské využitie: hádzanú, volejbal, sálový futbal, aerobic, kalanetiku, usporadúvanie koncertov, plesov, valných zhromaždení akcionárov, výročných konferencií, vystúpenia tanečných a speváckych zoskupení. Už z tohto oficiálneho prehľadu účelov využitia je zrejmé, že pre spoločenský život občanov mesta Nové Zámky ide o veľmi významný objekt. Za roky svojej existencie sa niektoré jej časti značne opotrebovali, a preto investor (mesto Nové Zámky) de facto musel pristúpiť k oprave strechy, ale aj palubovky a napokon sa rozhodlo i o modernizácii osvetľovacej sústavy.


Obr. 3. Čelná stena športovej haly Milenium Nové Zámky

Predchádzajúca OS nad ihriskom využívala svietenie 72 výbojkových svetlometov MH 400 W, z verejnej súťaže na modernizáciu OS vyšiel víťazne projekt využívajúci 55 svietidiel MAXIM 2, IP65, s príkonom 200 W. V nich sú použité LED moduly, merný svetelný výkon ktorých je 165 lm/W a Tcp 4 000 K. Pri nastavení DALI predradníkov na 100 % výkon (obr. 3, obr. 4) bola nameraná stredná hodnota horizontálnej osvetlenosti 1 501 lx (pôvodná OS dosahovala hodnotu asi 770 lx).

S prevádzkovateľom ŠH Milénium bola dosiahnutá zhoda na tom, ako majú byť jednotlivé svetelné scény nastavené. Okrem prednastavených rôznych hodnôt stmievania všetkých svietidiel vznikli scény vhodné pre kultúrne podujatia, pre upratovanie, osvetlenie len polovice ihriska a mnohé ďalšie. V sektorovo i farebne odlíšených priestoroch hľadiska sa pohodlne usadí 994 divákov, športová plocha – palubovka, má rozmery 40 × 20 m. Osvetlenie hľadiska je zabezpečené svietidlami ANCORA LED IP65 (príkon: 73 W, msv 150 lm/W, Tcp 4 000 K). Aj tieto sú vybavené DALI predradníkmi a sú súčasťou tvorby svetelných (aj dynamických!) scén.


Obr. 4. Pohľad do interiéru športovej haly Milénium v Nových Zámkoch

Táto osvetľovacia sústava nie je vyhotovená na prevádzkovanie v automatickom režime, t. j., aká scéna osvetľovania má byť použitá, rozhoduje oprávnená osoba. Napríklad bolo by dosť ťažké naprogramovať vstrelenie gólu do bránky súpera, ale ak sa tak stane a obsluha dá povel „Mexická vlna“, tak sa nad hľadiskom postupne rozsvecujú jednotlivé svietidlá ANCORA LED v štýle mexickej vlny.

Rekonštrukcia osvetlenia pešej zóny v Nových Zámkoch

Občania Nových Zámkov často spomínajú na doby, keď tu na plné obrátky pracovali dve veľké spoločnosti zaoberajúce sa výrobou svietidiel a svetelných zdrojov, spolu zamestnávali skoro 6 000 pracovníkov. Odvtedy sa udomácnilo označenie Nových Zámkov ako mesta svetla.

S veľkým očakávaniami bolo prijaté aj rozhodnutie bývalého vedenia mesta o zásadnej prestavbe mestskej pešej zóny. V rámci tejto akcie boli osadené aj nové, tvarovo veľmi zaujímavé parkové svietidlá. Rozčarovanie nastalo, keď sa večer rozsvietili a… svetelná pohoda neprišla. V bezprostrednej blízkosti svietidiel sa dosahovala osvetlenosť 5 až 7 lx, avšak nerovnomernosť tohto osvetlenia bola – jemne povedané, nevyhovujúca.

Vedenie mesta sa s touto problematikou na podnety občanov opakovane zaoberalo, skúšali sa rôzne riešenia. V súčasnosti sa realizuje projekt rekonštrukcie predmetných svietidiel, kedy namiesto pôvodných halogenidových výbojok 150 W (tieto boli umiestnené v dolnej časti stĺpov) sú použité LED COB moduly 36 W, optický systém je tvorený šošovkami z lustrového skla, tento zabezpečuje priame nasvietenie horného difúzora. Uvedené riešenie zachováva pôvodný autorský design, takže na prvý pohľad cez deň sa ako keby nič nezmenilo.


Obr. 5. Osvetlenie Korza po nainštalovaní prvých rekonštruovaných parkových svietidiel

Tento pocit sa zmení po zotmení, a to výrazne. Horizontálna osvetlenosť vo vzdialenostiach do asi 10 m od päty stĺpika dosahuje pri nastavení na 100 % príkonu LED modulov hodnoty vyše 30 lx. V súčinnosti so svietením výkladov na pešej zóne vzniká napokon uspokojivá rovnomernosť osvetlenia (obr. 5). Podstatnú zmenu, ktorú rekonštrukcia predmetných svietidiel prináša, možno popísať týmito charakteristikami:
– svietidlá sú vybavené senzormi pohybu,
– LED COB je predradený DALI predradníkom,
– v drieku stožiara sa nachádza aj RGB LED pásik, taktiež s DALI reguláciou, dynamické striedanie farieb je možné naprogramovať podľa uváženia prevádzkovateľa OS,
– každé z 21 svietidiel je vybavené komunikačnou jednotkou, pomocou ktorej sa táto sústava stáva diaľkovo regulovateľnou OS typu mesh.

Na základe požiadavky prevádzkovateľa sústavy verejného osvetlenia sú na hornej časti svietidla umiestnené tiež špeciálne konektory, pomocou ktorých je možné napájať tzv. vianočné osvetlenie pešej zóny (nie je nutné každoročne inštalovať vzdušné vedenie).

Na použitých obrázkoch je zachytená situácia po osadení prvých desiatich rekonštruovaných svietidiel, v najbližších dňoch sa doplní o zostávajúcich jedenásť a potom sa zaháji skúšobná prevádzka a hľadanie optimálneho spôsobu nastavenie osvetlenia pešej zóny. Osvetľovacia sústava na pešej zóne Korzo je navrhnutá tak, že v kľudovom stave svietia všetky svietidlá na hodnotu 10 % z maxima (táto hodnota je kedykoľvek zmeniteľná diaľkovým prístupom cez internet). Ak ľubovoľné zo svietidiel zachytí vo svojej blízkosti pohyb osôb, ihneď sa rozsvieti na nastavené prevádzkové parametre (70 až 100 %) a dá zároveň pokyn susedným svietidlám, aby sa rozsvietili aj tie – na tú istú hodnotu.

V praxi to bude znamenať, že ak sa bude po pešej zóne pohybovať len jeden človek alebo jedna skupinka osôb, títo sa budú pohybovať neustále po osvetlenej ploche pešej zóny. Pokiaľ pohyb nebude detekovať ani jedno svietidlo po nastavenú dobu, OS sa prepne do kľudového stavu. Nádejame sa, že týmto malým krôčikom smerom k inteligentnému verejnému osvetleniu v Nových Zámkoch bude nasledovať časom Veľký pochod…

Modernizácia osvetlenia priestorov Mestského úradu v Nových Zámkoch

Donedávna tvorili jadro osvetľovacej sústavy v budove mestského úradu svietidlá, ktoré boli vyrobené pred rokom 1989. Táto doba sa podpísala na ich prevádzkových parametroch a už skutočne nezodpovedali súčasnej dobe. Po dlhých úvahách bolo rozhodnuté, že aspoň časť predmetných priestorov dostane nové, moderné osvetlenie. V kanceláriách sa preto pôvodné širokoplošné, tzv. vaničkové žiarivkové svietidlá nahradili stropnými LED SMD svietidlami UNIQUA (obr. 6). Ako zdroje svetla boli zvolené buď dva, alebo štyri LED SMD lineárne moduly s príkonom 20,8 W, Tcp 4 000 K, msv 187 lm/W. Na vybraných svietidlách boli použité tiež senzory denného svetla a senzory prítomnosti. Všetky tieto prvky sú pripojené na DALI predradníky tak, že každá miestnosť je riadená autonómne.


Obr. 6. Svietidlá UNIQA LED nainštalované v jednej
z kancelárií 
Mestského úradu Nové Zámky

V kľudovom režime svietidlá nesvietia, ale hneď po vstupe prvej osoby do miestnosti sa rozsvietia na vopred naprogramovanú hodnotu, pokiaľ si to úroveň denného svetla vyžaduje. Pokiaľ senzory prítomnosti po dobu napr. 15 min nezaregistrujú žiaden pohyb, svietidlá sa prepnú do nižšej (nastaviteľnej) hladiny svietenia, a pokiaľ ani v dodatočnom čase čakania sa nezistí žiaden pohyb, sústava sa prepne do kľudového režimu. Od prevádzkovania novej (inteligentnej) sústavy osvetlenia sa očakáva nielen podstatne lepšia zraková pohoda na pracoviskách, ale tiež významné úspory elektrickej energie.


Obr. 7. Nástenné LED svietidlo NINA s bočnými presvetlenými stenami (v zelenej farbe)

Súčasťou rekonštrukcie bola aj výmena osvetlenia na chodbách. Nové LED svietidlá NINA (obr. 7, obr. 8) navodzujú atmosféru prítomnosti v Nových Zámkoch nielen tým, že stropy sú prisvietené bočnými difúzormi v zelenej farbe, ktorá je oficiálnou farbou mesta. Okrem toho na ich spodnej strane je pieskovaním vyhotovený mestský erb. Tu je ako zdroj svetla použitý plošný štvorcový LED SMD modul s príkonom 21,0 W, merným svetelným výkonom 155 lm/W a farbou svetla 5 000 K.


Obr. 8. Osvetlenie chodieb na Mestskom úrade
v Nových Zámkoch

Záver

V našom meste, meste svetla, je stále dostatok odborne zdatných ľudí, ktorým záleží na tom, aby mesto držalo krok s dobou aj na poli, ktoré je nám obzvlášť blízke.

Na niekoľkých príkladoch som chcel poukázať, že sa snažíme svetové tendencie nielen sledovať, ale aj prenášať do bežnej praxe. A pretože svetelná technika teraz predstavuje skutočne neuveriteľne rýchlo sa pohybujúci vlak, stávajú sa včerajšie nápady, ako by to mohlo vyzerať raz niekedy?, realitou už dnes, alebo zajtra?

Je pravda, že každá zmena vyvoláva reakcie. Je to zákonité a nedá sa s tým nič robiť, patrí to do genetickej výbavy ľudstva. A tie reakcie môžu byť rôzne: kladné i záporné. Ak si je svetelný technik istý, že ide po tej správnej ceste, to mu musí dať silu (spolu s kladnými reakciami) tie negatívne prekonávať silou argumentov a prípadne silou príkladov. Je dobré, že naše mesto má dostatok odvážnych ľudí, investorov, ktorí to chápu.

AMI spol. s r. o.
Komárňanská cesta 13
940 43 Nové Zámky, Slovakia
tel.: +421 356 923 900
e-mail: ami@ami.sk
http://www.ami.sk


Vyšlo v časopise Světlo č. 6/2019 na straně 18.
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.